專利名稱：高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如建筑機(jī)械用軸承那樣的滑動(dòng)軸承，該軸承適用于軸承滑動(dòng)面受到的表面壓力大、軸和軸承之間的滑動(dòng)為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)等情形。
背景技術(shù)：
以前，尺寸較大的圓筒狀滑動(dòng)軸承是通過(guò)可有效利用材料的粉末冶金技術(shù)制造而成的。如專利文獻(xiàn)1所記載的那樣，建筑機(jī)械用滑動(dòng)軸承那樣的較大型、受到的表面壓力大且滑動(dòng)速度緩慢地進(jìn)行擺動(dòng)的軸承由分散有軟質(zhì)銅且經(jīng)過(guò)熱處理的硬質(zhì)鐵系燒結(jié)合金構(gòu)成，合金的氣孔中浸漬有與工作表面壓力相應(yīng)的高黏度的潤(rùn)滑油、油脂或者蠟、上述各物質(zhì)的混合物以及在上述物質(zhì)中加入了固體潤(rùn)滑物質(zhì)或極壓添加劑的潤(rùn)滑物質(zhì)。
專利文獻(xiàn)2中公開了作為增強(qiáng)建筑機(jī)械用滑動(dòng)軸承的耐用性的方法，其中，通過(guò)在該軸承中沿軸向并列設(shè)置多條延伸于圓周方向的高低差為2～12.5μm左右的凹凸條，并將內(nèi)周面的表層部細(xì)致化而使氣孔數(shù)量少，凹條可保持潤(rùn)滑油并向摩擦滑動(dòng)部提供潤(rùn)滑油，從而增強(qiáng)耐用性。另外，專利文獻(xiàn)3中提出了一種為了可以容易地向滑動(dòng)面提供潤(rùn)滑劑且防止異常磨損，而在內(nèi)周面設(shè)置X字型油槽的方案。
日本專利公報(bào)特開平10-246230號(hào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利公報(bào)特開2003-222133號(hào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利公報(bào)實(shí)公平8-2494號(hào)在分散有軟質(zhì)銅、且經(jīng)過(guò)熱處理的鐵系燒結(jié)合金中浸漬有潤(rùn)滑油或蠟等的軸承雖然具有良好的耐磨損性，但是，更具有耐用性的軸承令人期待。另外，若在內(nèi)周面設(shè)置油槽，則可以容易地將潤(rùn)滑油提供給滑動(dòng)面，從而增強(qiáng)耐用性，但是，在凹凸條的高低差為幾μm左右的場(chǎng)合，隨著磨損，若凹凸條消失的面擴(kuò)大，則潤(rùn)滑油的供給會(huì)變差。而且，油槽為X字型的場(chǎng)合，由于油槽是通過(guò)切削加工而形成的，因此制造復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承的特征在于軸承合金由淬火組織的含鐵的燒結(jié)合金構(gòu)成，內(nèi)周面具有傾斜槽，上述傾斜槽相對(duì)與滑動(dòng)方向正交的方向形成10～40°范圍內(nèi)的傾斜角，上述傾斜槽的槽寬在2～8mm范圍內(nèi)，槽表面面積據(jù)內(nèi)周面面積的50％或50％以下，而且，配置上述傾斜槽，使與滑動(dòng)方向正交的假想線無(wú)論位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽兩個(gè)部分交叉，在使用該軸承時(shí)，至少上述傾斜槽內(nèi)含有潤(rùn)滑劑。
在上述場(chǎng)合，對(duì)于上述傾斜槽的深度，到軸承內(nèi)周圓筒面的最大深度在0.5～3mm范圍內(nèi)較理想。
另外，上述軸承的特征在于在具備上述傾斜槽的同時(shí)，上述軸承面中具有通過(guò)切削加工形成的高低差在2～20μm范圍內(nèi)的延伸于圓周方向的螺旋狀或多個(gè)環(huán)狀凹凸條。
對(duì)于具有上述傾斜槽或者上述傾斜槽和延伸于軸承面圓周方向的凹凸條的軸承材料，其特征在于上述材料可以為(A)在含有馬氏體的金屬組織的鐵合金基體材料中分散有銅粒子及銅合金粒子的至少一種，Cu的質(zhì)量含量為7～30％的燒結(jié)合金；(B)在上述燒結(jié)合金(A)中，相對(duì)上述鐵基合金基體材料為硬質(zhì)的鐵基合金粒子或者鈷基合金粒子以5～30％的質(zhì)量進(jìn)行分散的金屬組織的燒結(jié)合金，或者(C)在上述燒結(jié)合金(A)或者上述燒結(jié)合金(B)中，石墨以及二硫化鉬中至少一種粒子的質(zhì)量為3％或者3％以下的燒結(jié)合金中的任意一種。
上述高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承的特征在于可以在軸和軸承的滑動(dòng)為擺動(dòng)狀態(tài)時(shí)使用，并可以在作用于軸面和滑動(dòng)面的表面壓力為20MPa或20MPa以上的高壓時(shí)使用。
由于軸承材料為在含有馬氏體組織的鐵合金基體材料中分散有軟質(zhì)銅或者銅合金相的材料，因此，本發(fā)明的高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承同時(shí)具有可經(jīng)得起高表面壓力的強(qiáng)度和與配對(duì)部件的磨合性。另外，潤(rùn)滑劑的流出泄漏減少且潤(rùn)滑劑為具有適合于高表面壓力的黏度的潤(rùn)滑劑，從而上述軸承可發(fā)揮良好的耐磨損性。而且，通過(guò)在軸承內(nèi)周設(shè)置相對(duì)與滑動(dòng)方向正交的方向傾斜而形成10～40°的傾斜角的槽，槽中的潤(rùn)滑油等可向滑動(dòng)部提供，因此，滑動(dòng)為擺動(dòng)時(shí)，即使表面壓力大，軸承的耐用性也為良好。
對(duì)于上述傾斜槽，尤其是設(shè)定槽寬、傾斜角度、槽的條數(shù)而配置上述傾斜槽，使與滑動(dòng)方向正交的假想線無(wú)論位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽交叉，因此，無(wú)論軸承內(nèi)周的哪個(gè)部分承受軸的負(fù)荷，由于軸面總是與軸承面和油槽兩個(gè)部分接觸，所以，潤(rùn)滑作用良好。將傾斜槽的槽深設(shè)在0.5～3mm的范圍內(nèi)，由于槽的容積較大，因此，可以儲(chǔ)存大量潤(rùn)滑劑。另外，在從軸承部件外部浸入雜質(zhì)的場(chǎng)合，由于上述傾斜槽可作為雜質(zhì)的藏匿場(chǎng)所，因此，可以獲得延緩磨損的效果。還有，將軸承設(shè)置在裝置中時(shí)，不必考慮軸承的方向性。由于傾斜槽是在使用金屬模進(jìn)行粉末成型時(shí)形成的，因此，可以進(jìn)行高效率的生產(chǎn)。
而且，對(duì)于軸承，通過(guò)切削加工時(shí)的切削工具在滑動(dòng)面形成高低差在2～20μm范圍內(nèi)的延伸于圓周方向的螺旋狀或多個(gè)環(huán)狀凹凸條，增強(qiáng)了潤(rùn)滑油的保持和潤(rùn)滑油向滑動(dòng)面的提供，從而軸承的耐用性變得更強(qiáng)。設(shè)置傾斜槽和凹凸條，即使凹凸條受到磨損且一部分消失、由凹凸條供給的潤(rùn)滑油減少，潤(rùn)滑油也會(huì)由傾斜槽提供到上述部分，因此，會(huì)達(dá)到軸承部件的使用壽命變長(zhǎng)、維修頻率減少的效果。


圖1為本發(fā)明軸承的一個(gè)實(shí)施例的立體圖。
圖2為用于說(shuō)明本發(fā)明軸承的傾斜槽以及軸承面的配置的內(nèi)周面展開圖。
圖3為用于說(shuō)明本發(fā)明軸承的使用狀態(tài)的局部放大的縱截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
1.燒結(jié)合金首先，滑動(dòng)軸承的燒結(jié)合金的理想形態(tài)為以下所示的6種。
(1)燒結(jié)合金1燒結(jié)合金1是由鐵粉、銅粉、石墨粉按照下面的成分組成進(jìn)行混合，壓粉成型及燒結(jié)而成的。組成的質(zhì)量比為C0.3～1.5％、Cu7～30％、剩余部分基本上由Fe構(gòu)成，基體材料是以馬氏體為主的組織的鐵碳系合金，在基體材料中，銅和/或者含鐵的銅合金分散成粒子狀。作為不可避免含有的不純物，例如鐵粉中通常含有的Mn以及Si。
基體材料的組織也可以完全是馬氏體，即使一部分含有屈氏體或貝氏體，也顯示同樣的性質(zhì)。而且，即使一部分含有索氏體也可以。基體材料的硬度在顯微威氏硬度計(jì)中為450～750左右較為理想。另外，C以石墨的形態(tài)添加到混合粉中，通過(guò)燒結(jié)，C擴(kuò)散在Fe的基體材料中。而且，在以銅粉的形態(tài)而添加的Cu與Fe沒(méi)有完全形成合金的溫度和時(shí)間內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后進(jìn)行淬火、回火。淬火也可以在燒結(jié)的冷卻過(guò)程中進(jìn)行。
在這里，若C的質(zhì)量不足0.3％，則材料強(qiáng)度不夠，容易磨損；若C的質(zhì)量超過(guò)1.5％，則硬度過(guò)大，從而會(huì)加快作為配對(duì)部件的軸的磨損。因此，燒結(jié)合金中C的質(zhì)量含量設(shè)為0.3～1.5％。而且，石墨粉的添加量多時(shí)，有石墨粉以游離石墨的形態(tài)殘存于燒結(jié)體的基體材料中的情況，游離石墨起到固體潤(rùn)滑作用。
在燒結(jié)中，Cu的一部分?jǐn)U散到Fe的基體材料中，一部分與Fe融合在一起形成銅合金。因此，若冷卻燒結(jié)合金，則形成在鐵碳合金的基體材料中分散有銅或者銅合金相的組織狀態(tài)。由于銅或者銅合金相為相對(duì)軟質(zhì)材料，因此，在呈現(xiàn)出對(duì)作為配對(duì)部件的軸的攻擊性進(jìn)行抑制作用的同時(shí)，由于適度變形而會(huì)增強(qiáng)與軸的磨合性。
但是，若Cu的質(zhì)量含量低于7％，則不能充分達(dá)到上述效果，另一方面，若Cu的質(zhì)量超過(guò)30％，則材料強(qiáng)度降低，因此，在表面壓力大的場(chǎng)合，變得容易磨損。所以，Cu的質(zhì)量含量在7～30％的范圍之內(nèi)較理想。而且，Cu的質(zhì)量含量在15％左右是最理想的。
在燒結(jié)合金的氣孔中浸漬下面所述的潤(rùn)滑劑較理想。燒結(jié)合金的氣孔開放率與通常的燒結(jié)合油軸承一樣為15～20％左右較為理想。在表面壓力特別大、更加追求軸承材料的強(qiáng)度以及耐磨損性的場(chǎng)合，材料的密度大則耐用性強(qiáng)。另外，將材料預(yù)先設(shè)定為低密度，用砂輪和切削用刀具加工內(nèi)周面，并封閉表面開放的氣孔，也可以獲得與高密度材料同樣的性質(zhì)。而且，若氣孔率高于25％(密度大約低于5.8Mg/m3)，則材料強(qiáng)度降低，從而耐磨損性降低，所以必須注意。
(2)燒結(jié)合金2對(duì)于燒結(jié)合金2，在上述燒結(jié)合金1的組織中，含有組成質(zhì)量比為C0.6～1.7％、Cr3～5％、W1～20％、V0.5～6％的相對(duì)為硬質(zhì)的Fe基合金粒子以相對(duì)于燒結(jié)合金2整體質(zhì)量的5～30％分散。該Fe基合金粒子的組成與高速工具鋼(高速鋼)的一種相同，以作為粉末高速鋼原料的合金粉形態(tài)添加在混合粉中。對(duì)于該燒結(jié)合金2，由于硬度更大的合金粒子分散在含有馬氏體的含鐵碳的基體材料中，因此，可以減小與軸滑動(dòng)時(shí)基體材料的變形，并減小基體材料的負(fù)擔(dān)。這樣，形成適合在更高表面壓力(例如，表面壓力為80MPa或80MPa以上)下使用的軸承。
在這里，與燒結(jié)合金2的整體質(zhì)量相比，若Fe基合金粒子的含量不足5％，則不能充分達(dá)到上述效果，若含量高于30％，則加快配對(duì)部件的磨損，結(jié)果是軸承的性能變差。因此，F(xiàn)e基合金粒子的質(zhì)量含量設(shè)為5～30％。只要Fe基合金粒子的硬度大于含有馬氏體的鐵碳基體材料，其成分組成為任意，但是，若在燒結(jié)中成分中含有的碳等元素?cái)U(kuò)散到基體材料中，使得硬度變得均勻，則在生產(chǎn)成本方面效果不充分。
另外，作為上述那樣的硬質(zhì)粒子，也可以考慮使用Ni基硬質(zhì)合金，但是在上述場(chǎng)合中，Ni基硬質(zhì)合金的Ni單方面地?cái)U(kuò)散到周圍的基體材料中，硬質(zhì)合金的硬度會(huì)降低，而且，硬質(zhì)合金與基體材料的固著性變差，這是不理想的。因此，作為構(gòu)成硬質(zhì)粒子的Fe基合金粒子，必須選擇不會(huì)產(chǎn)生上述不理想情況的材料。例如，下面所示的合金是理想的。
(3)燒結(jié)合金3對(duì)于燒結(jié)合金3，在上述燒結(jié)合金1的合金組織中，含有組成質(zhì)量比為C0.6～1.7％、Cr3～5％、W1～20％、V0.5～6％、Mo或者Co的至少一種20％或20％以下的相對(duì)為硬質(zhì)的Fe基合金粒子以相對(duì)于燒結(jié)合金3整體質(zhì)量的5～30％分散。該Fe基合金粒子的組成與高速工具鋼的一種相同，以作為粉末高速鋼原料的合金粉的形態(tài)進(jìn)行添加。該燒結(jié)合金3的作用、效果與上述相同。
(4)燒結(jié)合金4對(duì)于燒結(jié)合金4，在上述燒結(jié)合金1的合金組織中，含有組成質(zhì)量比為Mo55～70％的相對(duì)為硬質(zhì)的Mo-Fe合金粒子以相對(duì)于燒結(jié)合金4整體質(zhì)量的5～30％分散。該Mo-Fe合金粒子以JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))所規(guī)定的碳含量少的鉬鐵合金粉的形態(tài)添加到混合粉中。該燒結(jié)合金4的作用、效果與上述相同。
(5)燒結(jié)合金5對(duì)于燒結(jié)合金5，在上述燒結(jié)合金1的合金組織中，含有組成質(zhì)量比為Cr5～15％、Mo20～40％、Si1～5％的Co合金粒子以相對(duì)于燒結(jié)合金5整體質(zhì)量的5～30％分散。該合金粒子為在市場(chǎng)上出售的堆焊噴鍍用耐熱耐磨損性合金粉末(例如キヤボツト公司制、商品名稱トリバロイ(Tribaloy))。該燒結(jié)合金5的作用、效果與上述相同。而且，燒結(jié)合金2～5是本申請(qǐng)人已經(jīng)在日本專利公報(bào)特開平8-109450號(hào)中提出過(guò)的合金材料。
(6)燒結(jié)合金6對(duì)于燒結(jié)合金6，在上述燒結(jié)合金1～5的合金組織中，石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、氮化硼、氮化硅、氟化石墨、頑輝石中至少1種粒子的質(zhì)量為3％或者3％以下。具有固體潤(rùn)滑作用的上述粒子可減少滑動(dòng)中的金屬接觸并增強(qiáng)耐磨損性。其中，石墨或者二硫化鉬較理想。上述成分的含量越高效果越好，但是，若含量超過(guò)3％，則合金強(qiáng)度降低，會(huì)加快磨損。
接著，參照附圖對(duì)本發(fā)明中帶有油槽的滑動(dòng)軸承的形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本發(fā)明中圓筒狀軸承的實(shí)施例的立體圖。軸承1的內(nèi)周面具有相對(duì)與滑動(dòng)方向正交的方向傾斜的傾斜槽2。在圖1的實(shí)施例中，槽數(shù)為8條。另外，軸承面3具有通過(guò)切削加工形成的高低差在2～20μm范圍內(nèi)的延伸于圓周方向的凹凸條4。
2.傾斜槽圖2為將軸承1的內(nèi)周面展開的圖，圖的縱向表示軸承1的長(zhǎng)度方向，圖的橫向?yàn)閮?nèi)周面的滑動(dòng)方向。內(nèi)周面中等間距地配置有傾斜槽2，相鄰的傾斜槽2之間為軸承面3。傾斜槽2與正交于滑動(dòng)方向的假想線所形成的傾斜角度θ在10～40°范圍內(nèi)，槽寬w在2～8mm范圍內(nèi)。傾斜槽2的槽表面的面積不超過(guò)軸承內(nèi)周面面積的50％，且使與滑動(dòng)方向正交的假想線a、b、c無(wú)論位于軸承內(nèi)周面的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽兩者相交叉。
傾斜槽2的截面形狀可以采用圓弧形、U字形、V字形、矩形等。傾斜槽2的邊最好經(jīng)過(guò)倒角，從而，潤(rùn)滑劑可以容易地往來(lái)于軸—軸承間的縫隙和傾斜槽。若傾斜槽2的寬w小于2mm，則傾斜槽中的潤(rùn)滑劑很難提供給軸承面以及配對(duì)軸面，潤(rùn)滑效果降低，起不到耐用性的顯著提高的效果，因此，寬w設(shè)為2mm或2mm以上。若傾斜槽2的寬度大，則潤(rùn)滑配對(duì)軸變得容易，且向軸承面與軸面間的縫隙提供潤(rùn)滑油變得容易，但是，若寬度超過(guò)10mm，則潤(rùn)滑劑變得容易向軸承部件外部泄漏。另外，在將軸承安裝于傾斜槽2的中央為配對(duì)軸負(fù)荷最大的位置時(shí)，軸承面的表面壓力在傾斜槽2的中央變?yōu)樽畲?，其結(jié)果是，潤(rùn)滑性變得良好，但是會(huì)加快磨損。因此，最好是槽寬最大為8mm左右。而且，傾斜槽2的寬度w為4～6mm左右較理想。
傾斜槽2從軸承內(nèi)周的圓筒面到槽底的深度在0.5～3mm范圍內(nèi)較理想。深度小于0.5mm的傾斜槽儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑的容積小，潤(rùn)滑效果會(huì)提前消失，另一方面，若傾斜槽的深度大于3mm，則軸承的壁厚變薄，強(qiáng)度會(huì)變得不足，同時(shí)，潤(rùn)滑油變得容易流出。更加理想的深度為1～2mm左右。
如上所述，傾斜角度θ為傾斜槽相對(duì)與滑動(dòng)方向正交的方向(圖2的縱向)形成的傾斜度。在槽不傾斜的場(chǎng)合(槽的方向?yàn)榕c滑動(dòng)方向正交的方向)，即使具有理想的槽寬和槽數(shù)，在槽于配對(duì)軸負(fù)荷最大的位置時(shí)進(jìn)行安裝的場(chǎng)合，槽的兩邊負(fù)荷大，這成為磨損的原因。另外，在安裝軸承時(shí)必須對(duì)合位置，這是復(fù)雜的。另一方面，傾斜角度θ為90°(方向與滑動(dòng)方向相同)時(shí)，潤(rùn)滑劑通過(guò)滑動(dòng)往來(lái)于槽內(nèi)，只要不像靜壓軸承那樣不斷地由軸承外部提供潤(rùn)滑劑，軸承面的潤(rùn)滑劑供給就容易變的不足。
對(duì)此，如本發(fā)明所述，若通過(guò)使傾斜槽2傾斜一個(gè)傾斜角度θ，則可以解決上述缺點(diǎn)。若傾斜角度θ小于10°，則為了滿足配置傾斜槽2的要求，即，使與上述滑動(dòng)方向正交的假想線無(wú)論位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置都與軸承面和上述傾斜槽交叉，必須增多槽數(shù)，從而占據(jù)內(nèi)周的軸承面3的面積變小，軸承面承受的表面壓力大，不甚理想。若傾斜槽的傾斜角度θ大于40°，則通過(guò)金屬模粉末成型為帶有傾斜槽的圓筒形狀時(shí)，很難將成型體從金屬模中拔出。傾斜角度θ為20°左右較理想。
在占據(jù)內(nèi)周面的傾斜槽2的表面積不超過(guò)50％的范圍內(nèi)配置傾斜槽2的條數(shù)，使與滑動(dòng)方向正交的假想線無(wú)論位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽交叉。如圖2中傾斜槽2的配置方式，無(wú)論與滑動(dòng)方向正交的假想線a、b、c中的哪條假想線，都與軸承面3和至少1條或1條以上的傾斜槽2兩個(gè)部分交叉。若是如上所述的傾斜槽2的配置方式，則使用軸承1時(shí)，即使不考慮槽的位置進(jìn)行安裝，由于軸承1內(nèi)周面中負(fù)荷最大的線(相當(dāng)于圖2中的假想線)承受表面壓力，作為滑動(dòng)面的軸承面3和儲(chǔ)存、供給、回收潤(rùn)滑劑的傾斜槽2同時(shí)接觸，耐磨損性優(yōu)良。對(duì)于建筑機(jī)械用擺動(dòng)軸承，軸承1的內(nèi)周面中負(fù)荷大的部分在內(nèi)周的1/4～1/6左右有1處或者沿大致對(duì)角線方向的2處，但是無(wú)論什么情況，由于負(fù)荷領(lǐng)域存在傾斜槽2，就可以進(jìn)行良好的潤(rùn)滑。另外，若傾斜槽2的表面積超過(guò)軸承內(nèi)周面的50％，則軸承面3所占比例減少，因此，單位面積的負(fù)荷變大，從而，會(huì)提前開始磨損，不理想。
表1表示在軸承1的內(nèi)徑尺寸d(mm)和長(zhǎng)度尺寸L(mm)相等的場(chǎng)合，傾斜槽2的傾斜角θ分別為20°和30°、槽寬w分別為2、4、6以及8(mm)時(shí)的傾斜槽條數(shù)和此時(shí)傾斜槽2的表面積占據(jù)內(nèi)周面的比例f(％)。表1中的條數(shù)n表示，無(wú)論與滑動(dòng)方向正交的假想線位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽交叉的上述傾斜槽的最少條數(shù)。表1中的面積比小時(shí)表示可以增加傾斜槽的條數(shù)。


上述傾斜槽2可以在按照上述組成混合各種原料粉末，在使用金屬模進(jìn)行壓粉成型時(shí)形成。粉末成型模由模、芯棒、上下沖頭構(gòu)成，通常安裝于壓型機(jī)，在芯棒中，對(duì)傾斜槽2進(jìn)行造型的凸條形成為斜齒狀。為了可以容易地將成型體從金屬模中拔出，理想的是，芯棒或者模和下沖頭可以自由旋轉(zhuǎn)。
另外，可以將金屬模的構(gòu)造簡(jiǎn)單化，形成不在芯棒的上端部設(shè)置斜齒狀凸條的構(gòu)造。在該場(chǎng)合，對(duì)于在壓粉成型體內(nèi)周形成的傾斜槽2，將對(duì)應(yīng)上沖頭一側(cè)的軸承端面附近封閉，形成軸承面3。即使是如上所述將一端封閉的傾斜槽2，也可以進(jìn)行實(shí)際無(wú)障礙的使用。根據(jù)需要，也可以通過(guò)切削加工除去封閉一側(cè)端面。在還原性氣體中，在1080～1150℃左右燒結(jié)成型體后進(jìn)行熱處理，并用車床或者磨床進(jìn)行加工。
3.延伸于圓周方向的凹凸條通過(guò)上述傾斜槽2提高軸承1的耐用性，但在此基礎(chǔ)上，若在軸承面3上設(shè)置延伸于圓周方向的凹凸條4，凹條中儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑，可以達(dá)到向作用有高負(fù)荷的部分提供潤(rùn)滑劑的效果，從而得到更加理想的軸承1。凹凸條4通過(guò)車床的刀具進(jìn)行切削加工而成，凹凸條的高低差(凹條的深度)在2～20μm范圍內(nèi)較理想。
凹凸條4的高低差不足2μm的場(chǎng)合，上述軸承面3與使用圓筒磨床、通過(guò)磨具磨削內(nèi)周面得到的面的性質(zhì)沒(méi)有大的差別，看不到凹凸條的效果。若增大凹凸條4的高低差，則保持潤(rùn)滑油的作用增強(qiáng)，但是在受到高負(fù)荷作用的部分，凸條的磨損量增大，因此，高低差最大為20μm左右較理想。凹凸條4無(wú)論是螺旋狀還是環(huán)狀，效果都良好，但螺旋狀凹凸條的制作效率更高。凹凸條4的軸向間距大約在0.1～0.5mm左右較理想。
圖3為負(fù)荷作用部附近的縱截面圖，用來(lái)說(shuō)明在本發(fā)明的軸承中，設(shè)置有傾斜槽2和凹凸條4兩個(gè)部分的軸承1和配對(duì)軸5的滑動(dòng)而產(chǎn)生的磨損和潤(rùn)滑情況。尺寸形狀等為夸張記載。在軸承1的內(nèi)周，傾斜槽2以軸為中心在圓周方向每隔45°角配置有8條，軸承面3上形成有延伸于圓周方向的凹凸條4。上述傾斜槽2和凹凸條4的凹部中浸漬了具有與表面壓力相適應(yīng)的黏度的潤(rùn)滑劑。
軸5從傾斜槽2內(nèi)和凹凸條4內(nèi)獲得潤(rùn)滑劑，在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，軸5與凹凸條4的凸部上部接觸并滑動(dòng)?？梢栽O(shè)想，通過(guò)軸5或者軸承1的擺動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑劑往來(lái)于凹凸條4內(nèi)以及傾斜槽2內(nèi)和凹凸條4內(nèi)。在運(yùn)轉(zhuǎn)的初期階段，對(duì)于凹凸條4的凸部，由于在高表面壓力下滑動(dòng)，因此，受到表面壓力最大的部分附近遭到磨損(圖3的磨損部6)并減少。從傾斜槽2以及凹凸條4的凹條向受到表面壓力大的部分附近提供潤(rùn)滑劑，可以防止軸承1和配對(duì)軸5的金屬接觸，從而進(jìn)行小摩擦地滑動(dòng)。若形成經(jīng)得起表面壓力的受壓面積，則磨損部6的擴(kuò)大停止。
如上所述，傾斜槽2是大容量的潤(rùn)滑劑供給裝置；時(shí)于延伸于圓周方向的凹凸條4，高表面壓力作用部受到初期磨損并形成新的受壓面，通過(guò)剩余的其他部分的多條凹條，可以起到使軸面處處無(wú)遺漏地潤(rùn)滑的作用。圖3針對(duì)設(shè)置有傾斜槽2和凹凸條4兩個(gè)部分的軸承1進(jìn)行了說(shuō)明，在軸承1中沒(méi)有設(shè)置凹凸條4且對(duì)軸承面3進(jìn)行磨削的場(chǎng)合，只有在沒(méi)有上述初期磨損現(xiàn)象的情況下，軸承1由傾斜槽2獲得潤(rùn)滑劑，進(jìn)行良好的滑動(dòng)。
4.潤(rùn)滑劑作為本發(fā)明中適用于高表面壓力的軸承1的傾斜槽2或者凹凸條4中含有的潤(rùn)滑劑，該潤(rùn)滑劑以表面壓力為20MPa或20MPa以上的表面壓力大的裝置為使用對(duì)象，如公知的各種潤(rùn)滑技術(shù)文獻(xiàn)所記載的那樣，上述潤(rùn)滑劑可以采用同時(shí)具有與工作表面壓力相適應(yīng)的黏度和潤(rùn)滑性的潤(rùn)滑劑。另外，由于軸承1較大，傾斜槽2的槽寬w以及槽深也較大，因此，為了減少潤(rùn)滑劑從軸承部件中流出泄漏，理想的是，潤(rùn)滑劑在常溫下為蜂蜜狀、糖稀狀、蛋黃醬狀、或者油脂狀(半固態(tài))。
潤(rùn)滑劑的附加可以通過(guò)對(duì)燒結(jié)合金的氣孔進(jìn)行浸漬處理、或者浸漬到潤(rùn)滑劑中、在裝配軸承時(shí)涂敷等進(jìn)行。燒結(jié)合金的氣孔內(nèi)浸漬的潤(rùn)滑劑也是同樣，而蠟狀和油脂狀潤(rùn)滑劑通過(guò)加熱形成低黏度的狀態(tài)，與低黏度的潤(rùn)滑油混合，具有流動(dòng)性，從而浸漬在真空中。
例如，除了高表面壓力用的高黏度工業(yè)用潤(rùn)滑油之外，可舉出上述專利文獻(xiàn)1中所記載的潤(rùn)滑劑。在選擇潤(rùn)滑劑方面，考慮到軸承的大小、工作表面壓力及使用環(huán)境(夏季和冬季、熱帶地區(qū)和寒冷地區(qū)等)、維修難易程度等，來(lái)決定黏度和潤(rùn)滑性的等級(jí)。
以下為表示所使用的潤(rùn)滑劑的具體例子。
(1)具有與ISO VG460相同(40℃時(shí)，動(dòng)黏度為460mm2/s＝cSt)或以上黏度等級(jí)的工業(yè)用潤(rùn)滑油；(2)含有金屬皂、增稠劑、極壓添加劑、固體潤(rùn)滑劑等的油脂、該油脂和潤(rùn)滑油的混合物；(3)石油系蠟或合成蠟以及含有固體潤(rùn)滑劑的蠟、上述蠟和潤(rùn)滑油的混合物，以及(4)含有極壓添加劑以及/或者固體潤(rùn)滑劑的滴點(diǎn)為60℃或60℃以上的蠟、該蠟和潤(rùn)滑油的混合物。
如上所述，本發(fā)明的軸承為較大型軸承，適合于在表面壓力為20MPa或20MPa以上、滑動(dòng)速度比較低地進(jìn)行擺動(dòng)的狀態(tài)下使用。作為如上所述的用途，例如，除了推土機(jī)和挖土機(jī)樣的建筑機(jī)械的關(guān)節(jié)用軸承之外，還有沖床機(jī)械用軸承、車輛等制動(dòng)裝置的連桿用軸承、合頁(yè)用軸承、輸送物品機(jī)器人的關(guān)節(jié)軸承、小腳輪用軸承等。
權(quán)利要求
1.一種高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承，其特征在于軸承合金由淬火組織的鐵系燒結(jié)合金構(gòu)成，內(nèi)周面具有相對(duì)與滑動(dòng)方向正交的方向成10～40°傾斜角的傾斜槽，上述傾斜槽的寬度在2～8mm范圍內(nèi)，槽表面的面積占內(nèi)周面的50％或50％以下，并且，配置上述傾斜槽，使與滑動(dòng)方向正交的假想線無(wú)論位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽兩個(gè)部分交叉，至少在上述傾斜槽內(nèi)含有潤(rùn)滑劑。
2.如權(quán)利要求1所述的高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承，其特征在于上述傾斜槽的最大槽深在0.5～3mm的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承，其特征在于上述軸承面中配置有通過(guò)切削加工形成的高低差在2～20μm范圍內(nèi)、且延伸于圓周方向的螺旋狀或多條環(huán)狀凹凸條。
4.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求3中任意一項(xiàng)所述的高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承，其特征在于上述鐵系燒結(jié)合金為(A)在含有馬氏體的金屬組織的鐵合金基體材料中分散有銅粒子及銅合金粒子中的至少一種的合金，其中Cu的質(zhì)量含量為7～30％；(B)將比上述鐵基合金基體材料硬的鐵基合金粒子或者鈷基合金粒子以5～30％的質(zhì)量含量分散在上述合金(A)中的金屬組織的合金，或者(C)在上述合金(A)或者上述合金(B)中，含有石墨、二硫化鉬中的至少一種粒子的質(zhì)量含量為3％或者3％以下的合金中的任意一種。
5.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求4中任意一項(xiàng)所述的高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承，其特征在于該軸承在軸和軸承以擺動(dòng)狀態(tài)滑動(dòng)、作用于軸和滑動(dòng)面的表面壓力為20MPa或20MPa以上的情況下使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高負(fù)荷用滑動(dòng)軸承，適合在表面壓力大、以擺動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行滑動(dòng)的場(chǎng)合使用，該軸承的耐用性高，制造簡(jiǎn)單。其特征在于軸承合金由淬火組織的含鐵的燒結(jié)合金構(gòu)成，具有相對(duì)與滑動(dòng)方向正交的方向成10～40°傾斜角的傾斜槽，上述傾斜槽的槽寬在2～8mm范圍內(nèi)，占據(jù)內(nèi)周面的面積在不超過(guò)50％的范圍內(nèi)，而且，配置上述傾斜槽，使與滑動(dòng)方向正交的假想線無(wú)論位于軸承內(nèi)周的哪個(gè)位置，都與軸承面和上述傾斜槽兩個(gè)部分交叉；在使用上述軸承時(shí)，至少在上述傾斜槽內(nèi)含有潤(rùn)滑劑。
文檔編號(hào)F16C33/02GK1712748SQ20051007945
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者丸山和夫, 宮坂元博, 馬渡理 申請(qǐng)人:日立粉末冶金株式會(huì)社